中央处理器CPU的发展史

中央处理器CPU的发展史 CPU是Central Processing Unit(中央微处理器)的缩写，它是计算机中最重要的一个部分，由运算器和控制器组成。如果把计算机比作人，那么CPU就是人的大脑。CPU的发展非常迅速，个人电脑从8088(XT)发展到现在的Pentium 4时代，只经过了不到二十年的时间。 从生产技术来说，最初的4004集成了2250个晶体管，而Pentium III的集成度超过了2400万个晶体管。CPU散热器的发展源于CPU晶体管的增加，每款新品CPU的出现，它的晶体管数量较之于它的前代产品，都有几何倍数增长。同时CPU的功率也远远高于前一代产品，产生越来越高的热量也就不奇怪了。 现在我们就来看看INTEL公司CPU的发展历程: 1971年，英特尔公司推出了世界上第一款微处理器4004，这是第一个可用于微型计算机的四位微处理器，它包含2250个晶体管;而8008则有2500个晶体管。 1974年，8080成为第二代微处理器，第二代微处理器均采用NMOS工艺,集成度约5000只晶体管。 1978年，英特尔公司生产的8086是第一个16位的微处理器。这就是第三代微处理器的起点。随后，INTEL又开发出了8088。和8086一样，8088也是一款16位的CPU，其内部集成了大约29000个晶体管。 1981年，美国IBM公司将8088芯片用于其研制的PC机中，从而开创了全新的微机时代。也正是从8088开始，个人电脑(PC)的概念开始在全世界范围内发展起来。从8088应用到IBM PC机上开始,个人电脑真正走进了人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。 1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，80286集成了大约130000个晶体管。8086~80286这个时代是个人电脑起步的时代，当时在国内使用甚至见到过PC机的人很少，它在人们心中是一个神秘的东西。 到九十年代初，国内才开始普及计算机。估计大家最早听说的PC就用的是这款CPU。 1985年，Intel正式发布80386DX，其内部包含27.5万个晶体管，80386使32位CPU成为了PC工业的。1989年Intel准32位的处理器芯片80386SX。 1989年，我们大家耳熟能详的80486芯片由英特尔推出。这款经过四年开发和3亿美元资金投入的芯片的伟大之处在于它首次实破了100万个晶体管的界限，集成了约110万个晶体管，使用1微米的制造工艺。这也是Intel最后一代以数字编号的cpu。 1993年，全面超越486的新一代586 CPU问世，为了摆脱486时代微处理器名称混乱的困扰，英特尔公司把自己的新一代产品命名为Pentium(奔腾)以区别AMD和Cyrix的产品。Pentium处理器集成了超过110万个晶体管。时钟频率最高达到120M Hz。 1996年，Intel发布了多能奔腾(Pentium MMX)的正式名称就是"带有MMX技术的Pentium"。多能奔腾在原Pentium的基础上进行了重大的改进，新增加的57条MMX多媒体指令，使得多能奔腾即使在运行非MMX优化的程序时，也比同主频的Pentium CPU要快得多。这57条MMX指令专门用来处理音频、视频等数据。多能奔腾拥有450万个晶体管，功耗17瓦。 1997年，Intel推出Pentium Pro Intel Pentium Intel Pentium Pro 1998年，Intel继续强势推出Pentium II(中文名"奔腾二代")，早期的Pentium II采用Klamath核心，0.35微米工艺制造，内部集成750万个晶体管。不久以后，英特尔第一个支持100MHz额定外频的CPU正式推出。采用新核心的Pentium II微处理器采用0.25微米工艺制造。 1999年初，英特尔公司就发布了采用Katmai核心的新一代微处理器-Pentium III。该微处理器除采用0.25微米工艺制造，内部集成950万个晶体管，Slot 1架构之外，它还具有以下新特点:系统总线频率为100MHz;采用第六代CPU核心-P6微架构，针对32位应用程序进行优化，双重独立总线;一级 缓存为32KB，二级缓存大小为512KB，新增加了能够增强音频、视频和3D图形效果的指令集，共70条新指令。Pentium?的起始主频速度为450MHz。 Intel Pentium II Intel Pentium III 2000年,英特尔发布了Pentium 4处理器。最早的Pentium 4采用423针接口的这款CPU在上市几个月以后就被就被改成了478 Pin的新P4。其核心也由Willamette换成了Northwood。早期的Pentium 4处理器集成了4200万个晶体管，到了改进版的Pentium 4(Northwood)更是集成了5千5百万个晶体管;并且开始采用0.18微米进行制造，初始速度就达到了1.5GHz。 Intel P4 423Pin P4 478 Pin 2004年2月，英特尔正式发布Presscott处理器，早期的presscott核心的P4处理器和Northwood P4一样，都是采用478Pin的接口，后来改成LGA775接口，这也导致新P4和以前的主板不能兼容。Presscott核心P4起标频率是2.8G，最高到3.8G，这也是目前起标频率最高的一款CPU。Intel基于Presscott核心的这款P4，晶体管数量达到了1.25亿，空闲时功耗也达到116W。空闲时都能有这么高的功耗，那在运行大型软件时产生的热量就可想而知了。没有一个高档散热器，还真玩不转它。 Intel LGA775 P4 2005年 2006年7月27日，Intel正式发布了基于Core(酷睿)微架构(Core Micro-Architecture)的全新双核心处理器，包括用于桌面平台的采用Conroe核心和Allendale核心的Core 2Duo和Core 2Extreme，以及用于移动平台的采用Merom核心的Core 2Duo。 Core微架构是Intel全平台(台式机、笔记本和服务器)处理器首次采用相同的微架构设计，也是Intel鉴于NetBurst微架构的高频低效高能耗的缺点，彻底抛弃以往频率至上的理念，转而注重能效比的第一次成功尝试。无数的评测已经，Core微架构不愧是目前最强大的x86 PC处理器微架构，其性能远远领先于以往所有PC处理器，而功耗又大幅度降低，确实是目前最强大的PC处理器。Core微架构大部分来自于成功的Yonah微架构，并结合了NetBurst微架构中的部分先进技术，在此基础上又作出了很多技术创新，大致有以下几个方面。 1、用于桌面平台的Conroe核心和Allendale核心Core 2Duo以及Core 2Extreme所采用的新技术有: 1)Intel Wide Dynamic Execution(英特尔多路动态执行)--每时钟周期可传递更多的指令，从而节省执行时间并提高电源使用效率。Conroe核心为14级有效流水线，每个内核可同时完成四条完整指令，从而可显著提升系统性能和能效比。 2)Intel Intelligent Power Capability(英特尔智能功效管理)--旨在提供更高的能效性能，可以单独协调每内核的英特尔增强型Speedstep技术(Enhance Intel SpeedStep Technology，EIST)和增强型空闲电源管理状态转换以及Intel Thermal Monitor 2(英特尔热量监控器2)过热保护机制等功耗管理技术，在系统空闲时通过把处理器倍频降低到6倍频以及降低处理器核心电压等措施，有助于节省功耗，降低发热量。 --通过降低内存延迟3)Intel Smart Memory Access(英特尔智能内存访问) 提升系统性能，以此来优化可用数据带宽的利用率，以随时随地根据需求向处理器提供数据从而提高整体系统性能。 4)Intel Advanced Smart Cache(英特尔高级智能高速缓存)--提供性能更好、效率更高的缓存子系统。两个内核的一级数据缓存之间可以直接交换数据，并且两个内核共享二级高速缓存，可以最大限度地降低内存负荷以减少能耗;并在一个内核闲置时，通过支持另一个内核利用全部二级高速缓存来提升性能。该技术还为专门针对业内领先的多线程游戏做了优化。 5)Intel Advanced Digital Media Boost(英特尔高级数字多媒体增强技术)--全面提升了处理器的浮点运算能力，将广泛用于多媒体和显卡应用程序的指令执行速度有效地提高一倍，可以扩大应用范围，包括超逼真的画面和人工智能等功能，从而让游戏玩家获得前所未有的更刺激、更过瘾的电脑游戏体验。 另外，值得注意的是，由于Core 2处理器的短流水线特性所带来的高效率，曾经名噪一时、在NetBurst微架构处理器中被广泛采用的提升长流水线处理器效率的超线程技术(Hyper-Threading Technology)已经被彻底抛弃，不再被Core 2处理器所支持。 2、用于移动平台的Merom核心Core 2Duo除了具有桌面平台Core 2Duo的全部特性之外，还专门针对移动平台需要低功耗处理器的特点做了优化，包括以下几个方面: 1)Intel Dynamic Power Coordination(英特尔动态功率调节)--该技术能使两个内核根据各自的负荷自动切换到相应的节能模式。例如在任务不重时，可以让一个核心以常规模式运行，另一个核心则进入频率停止模式，从而降低不必要的电能消耗。 2)Intel Dynamic Bus Parking(英特尔动态总线暂停)--支持芯片组在处理器处于低频模式状态时断电，延长电池的使用时间，从而降低平台能耗。 3)Enhanced Intel Deeper Sleep with Dynamic Cache Sizing(支持动态 --首先，在处理器负荷不大时，高速缓存大小调整的增强型英特尔更深度睡眠) 可以关闭一个核心以节省电能，此时另外一个核心则能调用全部二级缓存;其次，在超深睡眠状态下，允许对整个处理器停止供电，将处理器运作完全停止下来，而一级缓存和二级缓存的数据则被备份到系统内存中，当系统被重新激活时，内存中的原一级缓存和一级缓存备份数据就将直接传回给处理器，以保证处理器能够正常恢复到激活以前的状态。此外，Core 2Duo还首次在Intel移动平台上提供了对64位技术EM64T的支持。 Intel凭借其强大的研发能力，在PC和NOTEBOOK中央处理器市场上成为名副其实的老大，能于之一争高低的只有AMD。当年与Intel、AMD形成三足鼎立的CYRIX最终沦落到被VIA收购的命运。而其他CPU生产商均转向其他领域，IBM成为Apple电脑的CPU制造商，也开发出顶级的G5处理器，而MOTOROLA的"Dragon Ball"中文名为"龙珠"也只为手机和PDA提供专用CPU(转载地址:扩展阅读:空间完美搬家到新浪博客～